KR200322675Y1 - 클러치 마스터 실린더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 클러치 마스터 실린더에 관한 것으로, 실린더본체(10) 내주면에 밀착되는 1,2차 접촉부(20a,20b)가 구비된 피스톤(20)의 왕복운동에 의해 작동되는 클러치 마스터 실린더에 있어서, 상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)와의 접촉부 전후측에 리저버탱크에 연결되는 과압배출구(11)와 오일유입구(12)가 각각 형성된 실린더본체(10)와; 푸쉬로드(40)에서 전달된 작용력 및 리턴스프링(50)의 복원력에 의해 전후방으로 이동됨에 따라 유압을 발생시키며, 상기 1차 접촉부(20a) 전후측 외부로 연결되는 내부유로(21)가 형성된 피스톤(20)과; 내부에 이격공간을 형성하여 상기 피스톤(20) 전단면에 결합되며, 상기 피스톤 내부유로(21)로의 유입공(31a)이 형성된 커버(31)와; 상기 커버(31)에 고정결합되며, 유류를 따라 절곡되어 상기 피스톤 내부유로(21)를 자동개폐시키는 환형돌설부(32b)가 구비된 플러그(32);를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 마스터 밸브가 유류에 의해 피스톤 내부유로를 자동개폐시키는 간단한 구조로 구성되어 제작이 용이하고, 밸브 구성부품들이 파손됨에 따른 성능 저하를 방지시키며, 리저버탱크와의 연결유로가 피스톤과의 1차 접촉부 전방에 추가로 형성되어 실린더내 과잉압력 발생을 방지시키는 클러치 마스터 실린더에 관한 것이다.

Description

클러치 마스터 실린더{clutch master cylinder}

본 고안은 자동차용 클러치 마스터 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 전단부에 유압 흐름에 의해 자동제어되는 밸브가 구비되어 피스톤 이동과 동시에 피스톤 내부유로가 자동개폐되고, 리저버탱크와의 연결유로가 피스톤과의 1차 접촉부 전방에 추가로 형성되어 실린더내 과잉압력 발생을 방지시키며, 상기 1차 접촉부를 형성하는 실링 후단에 지지링을 구비하여 피스톤 이동에 따른 마모를 감소시키는 클러치 마스터 실린더에 관한 것이다.

클러치는 플라이휠과 변속기 사이에 설치되어 변속기에 전달되는 엔진의 동력을 필요에 따라 단속하는 일을 하는 장치로, 엔진을 시동할 때나 기어변속을 할 때에는 엔진과의 연결을 차단시키고, 출발할 때에는 엔진의 동력을 서서히 연결하기 위해 사용되는 장치이다.

일반적으로 클러치는 클러치판, 압력판, 클러치스프링, 클러치커버, 플라이휠, 클러치축으로 구성되며, 상기 클러치는 클러치 마스터 실린더, 유압호스, 클러치 부스터 등으로 구성된 클러치 조작기구에 의해 제어되어 클러치 페달에서 발생된 조작력을 전달받게 된다.

상기 클러치 마스터 실린더의 구조에 대해 다음의 도면을 참조하여 간단히 설명하기로 한다. 도 1은 종래 클러치 마스터 실린더를 도시한 종단면도이다.

도1 (a)은 클러치 페달을 밟을 때의 마스터 실린더 작동을 도시한 것으로, 클러치 페달의 조작력에 의해 푸쉬로드(1)가 피스톤(2)을 밀고, 마스터 밸브(3)는 밸브스프링(3a)의 장력에 의해 통로(3b)가 닫히게 되며, 피스톤(2)이 계속 밀려 실린더(4) 내의 압력이 증대되면 유압호스를 통해 클러치 부스터로 고압을 전달시키게 된다.

도1 (b)는 클러치 페달로부터 발을 뗄 때의 마스터 실린더 작동을 도시한것으로, 클러치 페달에서 발을 떼면 실린더(4)내에 생성된 압력과 리턴 스프링(5)의 장력에 의해 피스톤(2)이 뒤로 밀리고, 그로 인해 마스터 밸브(3)는 밸브 스톱퍼(6)에 접촉됨과 동시에 통로(3b)가 열려서 브레이크 액이 빠져나가 실린더 내의 압력이 없어지게 된다.

상기와 같이 종래에는 상기 마스터 밸브(3)가 밸브스프링(3a)의 장력에 의해 닫혀 있다가 피스톤(2)이 후진할 때 스톱퍼(6) 및 리턴스프링(5)의 가압에 의해 밸브를 열어 유압해제시키는 복잡한 구조에 의해 작동되며, 급격한 유압차에 따른 충격에 의해 상기 구성부품들이 쉽게 파손되거나 스프링의 복원력이 감소되어 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 클러치가 사용에 의해 마모되었을 시, 클러치 부스터에서는 상기 클러치를 동일한 압력으로 가압시키기 위한 오일량이 부족하여 구성부품간의 마찰에 의해 온도가 상승하게 되며, 이에 따라 팽창된 오일에 의해 클러치 조작기구 전반에 과잉압력이 작용하게 되어 클러치 작동 시스템이 제대로 작동되지 않는 문제점이 있었다.

또한 피스톤(2)이 급격하게 왕복운동을 하는 과정에서 1차 접촉부의 1차실링(7)이 실린더(4) 내벽과의 사이에 쉽게 찍히거나 편마모되어 과압을 효과적으로 발생시키지 못해 클러치 시스템의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 피스톤 전단부에 유압 흐름에 의해 내부유로를 자동개폐시키는 간단한 구조의 마스터 밸브를 구비하여 급격한 유압차에 따른 충격에 의해 상기 구성부품들이 쉽게 파손되거나 스프링의 복원력이 감소되어 성능이 저하되는 것을 방지시키는 클러치 마스터 실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 리저버탱크와의 연결유로가 피스톤과의 1차 접촉부 전방에 추가로 형성되어 실린더내 과잉압력 발생을 효과적으로 방지시키는 클러치 마스터 실린더를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 상기 1차 접촉부를 형성하는 1차실링 후단에 지지링을 구비하여 피스톤 이동에 따른 마모를 감소시키는 클러치 마스터 실린더를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

도 1 - 일반적인 클러치 마스터 실린더를 도시한 정단면도.

도 2 - 본 고안에 따른 클러치 마스터 실린더를 도시한 정단면도.

도 3 - 실린더본체 내부의 유체흐름도.

도 4 - 마스터 밸브의 분해사시도.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 실린더본체 11 : 과압배출구

12 : 오일유입구 20 : 피스톤

20a : 1차 접촉부 20b : 2차 접촉부

21 : 내부유로 22 : 1차실링

23 : 지지링 30 : 마스터 밸브

31 : 커버 31a : 유입공

32 : 플러그 32a : 고정부

32b : 환형돌설부 40 : 푸쉬로드

50 : 리턴스프링

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은, 실린더본체(10) 내주면에 밀착되는 1,2차 접촉부(20a,20b)가 구비된 피스톤(20)의 왕복운동에 의해 작동되는 클러치 마스터 실린더에 있어서, 상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)와의 접촉부 전후측에 리저버탱크에 연결되는 과압배출구(11)와 오일유입구(12)가 각각 형성된 실린더본체(10)와; 푸쉬로드(40)에서 전달된 작용력 및 리턴스프링(50)의 복원력에 의해 전후방으로 이동됨에 따라 유압을 발생시키며, 상기 1차 접촉부(20a) 전후측 외부로 연결되는 내부유로(21)가 형성된 피스톤(20)과; 내부에 이격공간을 형성하여 상기피스톤(20) 전단면에 결합되며, 상기 피스톤 내부유로(21)로의 유입공(31a)이 형성된 커버(31)와; 상기 커버(31)에 고정결합되며, 유류를 따라 절곡되어 상기 피스톤 내부유로(21)를 자동개폐시키는 환형돌설부(32b)가 구비된 플러그(32);를 포함하여 구성되는 클러치 마스터 실린더를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)에는, 상기 실린더본체(10) 내주면에 밀착되는 1차실링(22)이 구비되며, 외주면이 상기 실린더본체(10) 내주면까지 근접하게 형성된 합성수지재 지지링(23)이 상기 1차실링(22) 후단에 결합됨이 바람직하다.

따라서 본 고안은 마스터 밸브가 간단한 구조로 구성되면서도 유액 흐름을 따라 내부유로를 자동개폐시키도록 구성되어, 제작이 용이하면서도 밸브 구성부품들의 파손에 의해 성능이 저하되는 것을 방지시키는 이점이 있다.

또한 리저버탱크와의 연결유로가 피스톤과의 1차 접촉부 전방에 추가로 형성되어 실린더내 과잉압력 발생을 방지시키고, 피스톤의 1차 접촉부에 지지링이 구비되어 실린더 내주면과의 마찰에 따른 1차실링의 마모 및 파손을 감소시키는 다른 이점이 있다.

상기와 같은 구성에 의한 본 고안에 따른 클러치 마스터 실린더를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 고안에 따른 클러치 마스터 실린더의 정단면도이고, 도 3은 실린더본체 내부의 유체흐름을 도시한 정단면도이며, 도 4는 마스터 밸브의 분해사시도이다.

상기 실린더본체(10)는 상기 피스톤(20)의 1, 2차 접촉부(20a,20b)에서 밀착되어, 상기 피스톤의 1,2차 접촉부(20a,20b)의 이격거리 및 피스톤 외주면까지 거리에 해당되는 일정한 크기의 오일수용 공간부와, 상기 실린더본체(10)의 내부 전단면에서 상기 1차 접촉부(20a) 전단까지 거리에 해당되는 유압형성 공간부를 형성하게 된다.

상기 실린더본체(10)에는 리저버탱크와의 연결통로인 과압배출구(11)와 오일유입구(12)가 상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)와의 접촉부 전후방에 각각 형성되어, 상기 유압형성 공간부와 오일수용 공간부는 상기 과압배출구(11)와 오일유입구(12)를 통해 상기 리저버탱크에 2개의 경로로 연결된다.

상기 오일유입구(12)는 상기 피스톤이 전방으로 이동될 시 상기 리저버탱크로부터 실린더본체(10) 내부로 오일이 유입되는 경로로서 일반적인 클러치 마스터 실린더에 필수적으로 구비되어 있는 구성요소이나, 본 고안에서는 상기 유압형성 공간부에 과압이 생성될 시 이를 자연배출시키도록 상기 리저버탱크와 실린더본체(10) 내부의 연결통로를 상기 오일유입구(12) 전방에 소정간격을 두고 추가로 구비하고 있다.

클러치가 사용에 의해 마모되어 얇아지게 되면 상기 클러치를 동일한 압력으로 가압시키기 위해 클러치 부스터 실린더 장치 내부에 온도 상승 및 오일 팽창에 따른 과압이 발생하게 되며, 이에 따라 상기 클러치 부스터 실린더로의 유압전달 경로가 형성된 상기 클러치 마스터 실린더까지 과압이 작용되어, 클러치페달로 부터 작용력이 전달되지 않는 동안에도 클러치 시스템 전반이 과압에 의해 피로손상을 받게되며, 클러치 페달의 작용력이 정상적으로 전달되지 않아 성능이 떨어지게된다.

상기 유압형성 공간부에는 클러치 부스터 실린더로의 유압전달 경로가 형성되어 있으며, 상기 리저버탱크는 탱크 내부가 대기압을 유지하도록 구성되어 있으므로, 상기 오일유입구(12) 전방에 상기 과압배출구(11)를 형성시키면 상기 클러치 부스터 실린더에 과압이 발생될 시 상기 유압형성 공간부를 통해 리저버탱크의 대기압을 전달받아 클러치 시스템 전반에 과압이 걸리는 현상을 효과적으로 방지시키게 된다.

상기 과압배출구(11)는 상기 오일유입구(12)와 달리 유류흐름이 활발히 이루어지는 경로가 아니며, 페달의 작용력이 작용되지 않는 상시에 필요이상으로 발생되는 압력을 안정적으로 방지시키기 위한 구성요소이므로, 상기 오일유입구(12)의 직경에 대해 1/5 정도의 작은 크기로 형성됨이 바람직하다.

상기 과압배출구(11)는 상기 피스톤(20)이 전방으로 이동될 시에는 유압이 형성된 상기 유압형성공간부 후방에 위치하게 되어 과압배출이 이루어지지 않으며, 상기 피스톤(20)이 후방으로 이동되는 초중반에는 상기 오일유입구(12)와 함께 상기 유압형성 공간부로부터 상기 오일수용 공간부로 흘러나온 오일을 상기 리저버탱크로 유출시키게 되며, 상기 피스톤(20)이 최후방으로 이동된 시점에서는 상기 유압형성 공간부에 위치하게 되어 상기 1차 접촉부(20a) 전후방에서 상기 오일유입구(12)와 동시에 유출이 이루어지도록 하여 상기 피스톤(20)이 급속하게 후방이동됨에 따른 충격을 효과적으로 상쇄시키게 된다.

상기 피스톤(20)에는 상기 1차 접촉부(20a) 전방의 상기 유압형성 공간부와후방의 오일수용 공간부를 연결시키는 내부유로(21)가 형성되며, 상기 내부유로(21)의 전단부에는 마스터 밸브(30)가 구비되어 유류 방향에 따라 상기 내부유로가 개폐조절되도록 구성되어 있다.

상기 마스터 밸브(30)는 내부에 이격공간을 형성하여 상기 피스톤(20) 전단면에 결합되고 상기 피스톤 내부유로(21)로 유입로가 되는 유입공(31a)이 형성된 금속재 커버(31)와, 상기 커버(31)에 고정결합되는 고정부(32a)와 상기 고정부(32a) 후단에서 외향돌설되어 유류를 따라 유연하게 절곡되는 환형돌설부(32b)로 구성된 고무재 플러그(32)로 구성된다.

상기 커버(31)의 전면부에 상기 플러그의 고정부(32a)가 결속되는 결합홈이 형성되어 유류의 급속한 흐름에도 상기 플러그(30)가 이탈되지 않도록 결합고정시키며, 상기 플러그의 환형돌설부(32b)는 상기 커버(31)의 유입공(31a)과 피스톤의 내부유로(21) 전단면 사이에 위치하여 유류에 따라 절곡되어 상기 내부유로(21) 전단면과의 접촉여부에 의해 상기 내부유로(21)가 자동개폐된다.

상기 환형돌설부(32b) 후단에는 후방돌설된 돌기부가 형성되어 상기 내부유로(21) 전단부에서 내주면과 이격거리를 형성하여 내측으로 삽입되어 상기 고무재 플러그(32)가 유압 및 유류의 급변에도 일측으로 쏠리지 않고 상기 피스톤(20) 전단부 및 상기 커버(31)와 일정한 거리를 유지하도록 한다.

상기 피스톤의 1차 접촉부(20a) 및 2차 접촉부(20b)는 피스톤본체 외주면상에 고무재 1차실링(22) 및 2차 실링이 끼워져 상기 실린더본체(10) 내주면에 밀착되도록 구성된 부분으로, 본 고안에서는 상기 1차시링(22) 후단면에 지지링(23)을접촉결합하여 높은 압력 및 급속한 이동에 의해 상기 1차실링(22)이 상기 실린더본체(10)와 피스톤(20) 사이에서 찍히거나 편마모되는 것을 방지한다.

상기 지지링(23)은 상기 실린더본체(10) 내벽을 손상시키지 않도록 합성수지재로 구성되며, 상기 1차실링(22) 후단면과 상기 실린더본체(10)의 1차실링 결합홈 후단면사이에 끼여 상기 1차실링(22)을 후측에서 지지하게 되고, 상기 지지링(23)의 외주는 상기 피스톤(20)과 실린더본체(10)가 서로 다른 구성재로 형성됨에 따라 과열 시 다른 열팽창율을 형성하는 것을 고려하여 상기 실린더본체(10) 내주면에 최대한 근접할 수 있는 크기로 형성시킨다.

다음으로 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 클러치 마스터 실린더 내부의 유체흐름에 대해 설명하기로한다.

도 3의 (a)는 사용자가 클러치 페달을 밟아 상기 푸쉬로드로 작용력을 전달함에 따라 상기 피스톤(20)이 전방으로 이동되는 과정을 나타낸 것으로, 초기에 상기 피스톤의 1차접촉부(20a)는 상기 오일유입구(12) 후방에 위치해 있다가 전방으로 이동되면서 압력강하가 발생되어 상기 오일유입구(12)를 통해 상기 오일수용 공간부로 오일이 유입되며, 이와 동시에 상기 플러그의 외향돌설부(32b)가 후방으로 가압되어 상기 내부유로(21)를 차단시킨 상태에서 상기 유압형성 공간부가 좁아지고 내부 압력이 상승하게 된다.

도 3의 (b)는 상기 피스톤(20)이 후방으로 이동되면서 상기 유압형성 공간부의 고압을 대기압으로 낮추는 과정을 나타낸 것으로, 상기 푸쉬로드(40)의 전방작용력이 없어지면 상기 리턴스프링(50)과 상기 유압형성 공간부의 고압에 의해 상기피스톤이 후방으로 자동이동하게 되며, 이 때 상기 유압형성 공간부의 압력이 낮아지면서 상기 외향돌설부(32b)가 가압해제되어 상기 내부유로(21)가 개방되고 상기 내부유로(21)를 통해 오일이 상기 오일수용 공간부로 유입됨과 동시에 상기 오일유입구(12)를 통해 대기압을 전달받게 된다.

상기 피스톤(20)이 최후방으로 이동되기 직전인, 상기 과압배출구(11)와 상기 오일유입구(12) 사이에 상기 1차접촉부(20a)가 위치될 시에는, 상기 오일유입구(12)를 통한 오일배출이 이루어짐과 동시에 상기 과압배출구(11)를 통해 상기 유압형성 공간부로부터의 오일배출이 직접적으로 이루어져 상기 피스톤(20)의 급격한 후방이동에 따른 충격을 완화시키게 된다.

상기와 같은 구성에 의한 본 고안은 마스터 밸브가 간단한 구조로 구성되면서도 피스톤의 내부유로가 유액 흐름을 따라 자동개폐되도록 구성되어, 제작이 용이하면서도 밸브 구성부품들의 파손에 의해 성능이 저하되는 것을 방지시키는 효과가 있다.

또한 리저버탱크와의 연결유로가 피스톤과의 1차 접촉부 전방에 추가로 형성되어 실린더내 과잉압력 발생을 효과적으로 방지시키는 다른 효과가 있다.

그리고 피스톤의 1차 접촉부에 지지링이 구비되어 실린더 내주면과의 마찰에 따른 1차실링의 마모 및 파손을 감소시키는 다른 효과가 있다.

Claims (2)

1. 실린더본체(10) 내주면에 밀착되는 1,2차 접촉부(20a,20b)가 구비된 피스톤(20)의 왕복운동에 의해 작동되는 클러치 마스터 실린더에 있어서,

   상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)와의 접촉부 전후측에 리저버탱크에 연결되는 과압배출구(11)와 오일유입구(12)가 각각 형성된 실린더본체(10)와;

   푸쉬로드(40)에서 전달된 작용력 및 리턴스프링(50)의 복원력에 의해 전후방으로 이동됨에 따라 유압을 발생시키며, 상기 1차 접촉부(20a) 전후측 외부로 연결되는 내부유로(21)가 형성된 피스톤(20)과;

   내부에 이격공간을 형성하여 상기 피스톤(20) 전단면에 결합되며, 상기 피스톤 내부유로(21)로의 유입공(31a)이 형성된 커버(31)와;

   상기 커버(31)에 고정결합되며, 유류를 따라 절곡되어 상기 피스톤 내부유로(21)를 자동개폐시키는 환형돌설부(32b)가 구비된 플러그(32);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 클러치 마스터 실린더.
2. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤의 1차 접촉부(20a)에는,

   상기 실린더본체(10) 내주면에 밀착되는 1차실링(22)이 구비되며, 외주면이 상기 실린더본체(10) 내주면까지 근접하게 형성된 합성수지재 지지링(23)이 상기 1차실링(22) 후단에 결합됨을 특징으로 하는 클러치 마스터 실린더.